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SHANGHAI MATHEMATICS · SECTION 9.2

学生阅读版 / 沪教版高中数学

复数的几何意义.

必修第二册
第9章复数 · 保留教材主线与原题

1 个阅读模块9 个例题25 道练习与习题
9.2

复数的几何意义

教材与正式教参整合

1 复平面与复数的坐标表示

复数 一一对应于有序实数对 ,而有序实数对 与平面直角坐标系中的点 又是一一对应的. 因此,可以用平面直角坐标系中的点 表示复数 .

教材或教参原图

图 9-2-1

教材或教参原图

图 9-2-2

如图 9-2-2,共轭复数 和 在复平面上所对应的点 和 关于 轴对称; 反之, 如果复平面上的两个点关于 轴对称,那么这两个点所对应的复数互为共轭. 特别地,如果 ,即 是实数,则 ,此时 在复平面上所对应的点是位于实轴上的同一点.

例题 1

例 1 在复平面上有点 、 ,分别写出这四个点所对应的复数 , 并求这些复数的共轭复数在复平面上所对应的点的坐标.

2 复数的向量表示

上一章我们学过平面向量的坐标表示, 知道通过平面直角坐标系, 可在平面向量与平面上的点之间建立一一对应. 现在, 我们以平面直角坐标系为媒介, 又可以通过复数与平面上的点的一一对应, 在复数与平面向量之间建立一一对应. 如图 9-2-3, 复数 在复平面上对应坐标为 的点 ,而点 又对应于平面向量 ,从而复数 对应于平面向量 . 有了这些对应,我们可以把复数 方便地看作是复平面上的点 或向量 .

教材或教参原图

图 9-2-3

例题 2

例 2 在复平面上作出表示下列复数的向量:

教材或教参原图

图 9-2-4

例题 3

例 3 设复平面上的点 和点 所对应的复数分别为 和 ,试用 和 表示复平面上的向量 所对应的复数 .

例题 4

例 4 设 ,复平面上的点 与 分别表示 与 . 求证: .

3 复数加法的平行四边形法则

我们已经知道向量的加法适用平行四边形法则, 在将复数与平面向量建立一一对应后, 两个复数的和是否与对应的向量的和一致呢? 也就是说, 在复平面上是否也可以用平行四边形法则表述复数的加法呢?

教材或教参原图

图 9-2-5

如图 9-2-5,复数 对应向量 , 复数 对应向量 . 由于复数 ,因此 对应于向量

这说明, 两个复数的和所对应的向量就是原来两个复数所对应向量的和,即以 与 为邻边的平行四边形的对角线所表示的向量. 这就是复数加法的平行四边形法则. 同样, 两个复数的差 所对应向量是两个向量 的差 .

例题 5

例 5 如图 9-2-6,在复平面上给定平行四边形 , 其中点 与点 分别对应于复数 与 . 求点 所对应的复数.

教材或教参原图

图 9-2-6

练习 9.2(1)

练习9.2(1) · 1
  1. 当复数 满足下列条件时,分别指出 在复平面上所对应的点 的位置:

(1) 是正实数; (2) 是负实数;

(3) 是实部小于零、虚部大于零的虚数;(4) 是虚部小于零的纯虚数.

练习9.2(1) · 2
  1. 如果复数 在复平面上所对应的点在第四象限,求 的取值范围.
练习9.2(1) · 3
  1. 设复数 与 在复平面上所对应的向量分别为 与 ( 为坐标原点), 求向量 及 所对应的复数.
练习9.2(1) · 4
  1. 已知复平面上有点 和点 ,使得向量 所对应的复数是 . 求点 的坐标.

4 复数的模



由于复数 的模与该复数所对应的向量 的模是一致的, 因此复数的模也可以说成是其对应的向量的模.

例题 6

例 6 求下列复数的模:

(1) ;

(2)

例题 7

例 7 已知复数 满足 ,求证: 是实数.

例题 8

例 8 求下列复数的模:

(1) ;

(2) .

例题 9

例 9 设复数 和复数 在复平面上分别对应点 和点 ,求 两点间的距离.

练习 9.2(2)

练习9.2(2) · 1
  1. 计算下列复数的模:

(1) ; (2) ;

(3) .

练习9.2(2) · 2
  1. 设复数 与 在复平面上所对应的点为 与 ,试指出 与以原点为圆心、 10 为半径的圆 的位置关系.
练习9.2(2) · 3
  1. 设复平面上平行四边形 的顶点 的坐标分别为 、 ,求 的长度.
练习9.2(2) · 4
  1. 求复数 与 在复平面上所对应的点之间的距离.

习题 9.2

A 组

习题9.2A · 1
  1. 设复数 .

(1)在复平面上分别作出这些复数所对应的点 ;

(2)在复平面上分别作出这些复数的共轭复数所对应的向量.

习题9.2A · 2
  1. 求实数 的值或取值范围,使得复数 在复平面上所对应的点 分别位于

(1)实轴上; (2)虚轴上; (3)第四象限.

习题9.2A · 3
  1. 设在复平面上的点 与点 所对应的复数分别为 与 ,对于下列各组复数,分别求向量 和向量 所对应的复数:

(1) ; (2)

习题9.2A · 4
  1. 已知复平面上有点 和点 ,向量 与向量 所对应的复数分别为 与 4-i. 求点 的坐标.
习题9.2A · 5
  1. 设复数 、 、 在复平面上所对应的点分别为 、 、 ,求 的面积.
习题9.2A · 6
  1. 计算:

(1) ; (2) ;

(3) ; (4) .

习题9.2A · 7
  1. 已知 ,其中 . 求 的值.
习题9.2A · 8
  1. 设复数 的模为 1,求 的值.
习题9.2A · 9
  1. 已知复数 的实部与虚部互为相反数,求 .
习题9.2A · 10
  1. 若复数 ,复数 满足 ,且 是纯虚数,求复数 .

B 组

习题9.2B · 1
  1. 选择题:

(1)设复平面上表示 和 的点分别为点 和点 ,则表示向量 的复数在复平面上所对应的点位于 ( )

A. 第一象限; B. 第二象限; C. 第三象限; D. 第四象限.

(2)复平面上平行于虚轴的非零向量所对应的复数一定是 ( )

A. 正数; B. 负数;

C. 纯虚数; D. 实部不为零的虚数.

习题9.2B · 2
  1. 已知复平面上平行四边形 的顶点 的坐标分别是 、 ,求点 的坐标和向量 所对应的复数.
习题9.2B · 3
  1. 设复数 与 分别对应复平面上的向量 与 ,已知 , . 求 与 .
习题9.2B · 4
  1. 已知复数 满足 ,且 不是纯虚数. 求证: 是纯虚数.
习题9.2B · 5
  1. 证明: 集合 中的所有复数在复平面上所对应的点在同一个圆上.
习题9.2B · 6
  1. 设 ,求证: .
习题9.2B · 7
  1. 若复数 满足 ,求 .
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